眼馋某些食物，是肚子里的菌在呼唤？ | 热心肠日报

今天是第2151期日报。

肠道菌群可影响小鼠食物偏好

PNAS[IF:11.205]

① 分别将食草、食肉和杂食的三种野生鼠类的粪便移植到无菌小鼠，它们表现出不同的饮食选择行为；② 移植食草动物粪便的小鼠偏好高蛋白质/碳水化合物比例（P:C）饮食，而移植杂食和食肉动物粪便的小鼠选择低P:C饮食；③ 碳水化合物的主动摄取与小鼠肠道菌群色氨酸代谢相关基因和血清中可利用的色氨酸相关；④ 移植食草动物粪便的小鼠有更大的结肠质量；⑤ 综上，肠道菌群可能通过影响必需氨基酸的可利用性，影响宿主的饮食选择行为。

The gut microbiome influences host diet selection behavior
04-19, doi: 10.1073/pnas.2117537119

【主编评语】肠道菌群可以在一定程度上影响宿主的大脑功能和行为，但菌群能否影响宿主的食物选择偏好，目前还缺乏实验证据。PNAS发表的一项最新研究在小鼠中对这一问题进行了初步探索，发现移植不同食性的鼠类的肠道菌群可影响小鼠对特定饮食的选择行为，这可能与菌群色氨酸代谢对5-羟色胺的调控作用有关（5-羟色胺可影响饮食选择）。（@mildbreeze）

复旦大学：慢性脑缺血中的菌群-肠-脑轴问题

Microbiome[IF:14.65]

① 作为慢性脑灌注不足模型，双侧颈总动脉阻塞（BCCAO）大鼠的认知功能受损，出现抑郁行为，肠道蠕动性降低，肠道屏障功能受损；② 并且，BCCAO大鼠的肠道菌群结构改变，SCFAs产菌丰度降低，海马体SCFAs降低；③ 进行健康粪菌移植（FMT）后，大鼠重新达到一个菌群平衡，且海马体SCFAs水平升高，神经炎症降低；④ FMT促进了肠道蠕动性和肠道屏障功能，改善了由抑制海马体神经元凋亡而产生的认知下降和抑郁行为；⑤ 长期补充SCFA验证了其上述活性。

The microbiota-gut-brain axis participates in chronic cerebral hypoperfusion by disrupting the metabolism of short-chain fatty acids
04-17, doi: 10.1186/s40168-022-01255-6

【主编评语】复旦大学顾宇翔和倪伟团队研究成果。慢性脑灌注不足（CCH）是一种常见的脑/神经疾病。菌群-肠-脑轴的破坏可以加大中央神经系统紊乱，这可能与短链脂肪酸（SCFAs）有关。本文利用双侧颈总动脉阻塞（BCCAO）大鼠模型，并进行健康粪菌移植；结果发现，调控SCFAs产生菌，增加SCFAs浓度，可以改善BCCAO诱导的肠道紊乱、认知下降以及抑郁样行为等症状。（@Bingbing）

国内团队Nature子刊：“益生菌纳米盔甲”或可改善抗生素相关性腹泻

Nature Communications[IF:14.919]

① “纳米盔甲”是由单宁酸和铁离子组成的单细胞涂层，可保护革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌免受六种临床相关抗生素的侵害；② 纳米盔甲与抗生素之间的多重相互作用能够有效地吸收抗生素到纳米盔甲上，避免益生菌受到损害；③ 盔甲化益生菌可在使用抗生素的大鼠肠道内定殖，显著减少左氧氟沙星治疗引起的抗生素相关性腹泻，改善相关炎症症状；④ “纳米盔甲”策略可增强抗生素治疗患者肠道中治疗性细菌的效果，并避免抗生素在肠道中的不利影响。

A single-cell nanocoating of probiotics for enhanced amelioration of antibiotic-associated diarrhea
04-19, doi: 10.1038/s41467-022-29672-z

【主编评语】肠道菌群在免疫调节和维持胃肠道功能中发挥着重要作用，抗生素的广泛使用严重破坏了肠道菌群的稳态，从而导致抗生素相关性腹泻。研究已经证明，口服益生菌制剂可以缓解抗生素的副作用，但由于未经保护的益生菌在患者肠道内仍然会遭受抗生素的破坏，影响其定植效果。近日，四川大学郭俊凌，美国哈佛大学Neel S. Joshi，华西第二医院张曜耀及团队在Nature Communications发表论文，利用植物多酚在细胞界面粘附的作用特性，创建一种使益生菌能够抵御抗生素伤害的技术，命名为“益生菌纳米盔甲”。结果发现植物多酚与抗生素间存在多重相互作用可以有效吸附益生菌周围的抗生素，避免益生菌受到伤害。盔甲化益生菌可在使用抗生素的大鼠肠道内定殖，显著减少左氧氟沙星治疗引起的抗生素相关性腹泻。总之，纳米盔甲可为常见的益生菌物种提供抵御抗生素的能力，显著延长它们的生存效果。（@九卿臣）

调整膳食脂肪，改变血脂构成和心血管代谢疾病风险

Circulation[IF:29.69]

① 纳入德国27548名成人，分别食用富含饱和脂肪酸（对照组），或MUFA，或MUFA+ω-6PUFA饮食，为期16周；② 结果显示69种血浆脂质与CVD或2型糖尿病相关，几种单酰基甘油和双酰甘油中的FA16:0和FA18:0与两类疾病均有关，胆固醇酯、游离脂肪酸和鞘磷脂主要与CVD特异性相关，而几种（甘油）磷脂与2型糖尿病特异性相关；③ 富含不饱和脂肪酸饮食相比对照有益影响19种风险相关脂质，如富含MUFA的饮食降低了二酰甘油，增加了三酰甘油。

Deep Lipidomics in Human Plasma - Cardiometabolic Disease Risk and Effect of Dietary Fat Modulation
04-15, doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056805

【主编评语】在血液和组织中，膳食和内源性生成的脂肪酸（FAs）以游离形式或作为复合脂质分子的一部分存在，近期发表于Circulation的一项研究利用高分辨率脂质组学发现了血浆脂质与心血管代谢疾病发生的相关性，随后测试了已确定的风险相关脂质是否对膳食脂肪变化敏感。本研究确定了一些与心脏代谢疾病相关的脂质，并发现用不饱和脂肪酸替代饱和脂肪酸，可作为预防心血管代谢疾病的潜在措施。注：MUFA为单不饱和脂肪酸，PUFA为多不饱和脂肪酸，CVD为心血管疾病。（@临床营养陈彬林）

Lancet子刊：肠道生理病理中黏蛋白的被动介导和主动调节作用（综述）

Lancet Gastroenterology & Hepatology[IF:18.486]

① 黏蛋白分泌为肠道菌群提供养分，塑造其组成和功能。而跨膜黏蛋白介导肠道屏障功能调节；② 菌群稳态影响黏膜发育、黏液性状，特定共生菌/致病菌降解黏蛋白或以此为附着位点，促进自身复制、定植；③ 黏蛋白可通过主动调节宿主抗菌肽生成，改变抗原递呈细胞活性，增强细菌清除等方式抵御感染；④ 并影响癌症、炎症中细胞互作、分化、增殖和凋亡等通路，如上皮细胞间质转化中NFκB等信号；⑤ 其异常表达或可成为相关疾病诊断、随访和治疗的靶点。

The role of mucins in gastrointestinal barrier function during health and disease
05-01, doi: 10.1016/S2468-1253(21)00431-3

【主编评语】Lancet Gastroenterology & Hepatology最新发表的综述文章，关注胃肠道疾病和癌症中肠道菌群与黏蛋白的双向互作，着重讨论了黏蛋白对肠道菌群和屏障功能的主动调节作用和机制。（@solo）

Cell子刊：高脂饮食如何扰乱肠道菌群节律

Cell Host and Microbe[IF:21.023]

① 正常饮食（RC）和高脂饮食（HF）分别促进和抑制小鼠回肠Reg3γ节律性，这与核心生物钟无关，而是受特定细菌产生的小分子调控；② RC使有节律性的乳杆菌科增多，其特定菌株能诱导Reg3γ并抵抗其抗菌作用；③ HF削弱菌群节律性，使消化链球菌科等与Reg3γ负相关细菌增多，特定菌株可抑制Reg3γ表达；④ 缺乏Reg3γ使小鼠糖稳态受损，此时HF使受Reg3γ抑制的细菌获得了节律性；⑤ 饮食和与肠菌双向互作的Reg3γ，作为主要和次要信号塑造菌群节律。

High-fat diet disrupts REG3γ and gut microbial rhythms promoting metabolic dysfunction
04-18, doi: 10.1016/j.chom.2022.03.030

【主编评语】宿主和肠道菌群都存在生物钟，Cell Host and Microbe近期发表的一项研究，探索了宿主抗菌肽Reg3γ和肠道菌群的节律性，以及二者和饮食之间的相互作用。该研究表明，饮食和Reg3γ分别作为主要和次要因素，在塑造肠道菌群节律性中发挥重要作用；同时，肠菌与Reg3γ之间也存在双向调控。高脂饮食会扰乱Reg3γ和肠道菌群的节律，促进代谢紊乱。（@mildbreeze）

Cell子刊：肠菌的种内厮杀和防御

Cell Host and Microbe[IF:21.023]

① 肠道共生菌罗伊氏乳杆菌具有两个聚酮合酶基因簇fun和pks，其中pks基因簇编码抗菌活性；② 体外、体内竞争实验检测51株罗伊氏乳杆菌对Pks产物的敏感性，发现10株菌可抵抗Pks，该作用与菌株的宿主来源无关；③ 比较Pks抗性和敏感菌株的基因组发现Pks抗性菌株特有酰基转移酶基因act；④ 比较野生型和act敲除菌株的细胞壁发现Act可乙酰化细胞壁成分抵抗Pks介导的杀伤；⑤ 小鼠体内竞争实验中，pks敲除株缺乏竞争优势而act敲除株缺失Pks抗性。

A secondary metabolite drives intraspecies antagonism in a gut symbiont that is inhibited by cell-wall acetylation
04-19, doi: 10.1016/j.chom.2022.03.033

【主编评语】肠道菌群中充斥着不同细菌之间的相爱相杀，为了能在肠道中占据一席生存之地，细菌们都各显其能。Cell Host and Microbe发表的这项最新研究，揭示了同一种肠菌（罗伊氏乳杆菌）不同菌株之间的相互竞争。该研究发现，罗伊氏乳杆菌R2lc菌株可产生一种具有抗菌活性的次级代谢物Pks，能通过细菌之间的细胞-细胞接触来消灭同种内的其他菌株，为该菌株提供竞争优势；但一些罗伊氏乳杆菌菌株也有应对之法，通过“武装”自身细胞壁来抵抗Pks的杀伤作用，实现与R2lc菌株的和平共存。（@mildbreeze）

人肠道菌群中的硫代谢基因及其与结直肠癌的关联

Microbiome[IF:14.65]

① 纳入265名健康对照、112名结肠腺瘤患者及290名结肠癌患者，对肠道菌群中的硫代谢基因进行分析；② 鉴定出142个菌属具有硫酸盐还原基因，且有机与无机硫酸盐还原基因均与结直肠癌相关；③ 在人肠道菌群中，厌氧亚硫酸盐还原酶相比于异化亚硫酸盐还原酶更为常见，多种肠道细菌具有牛磺酸代谢相关通路；④ 在人肠道中，半胱氨酸及甲硫氨酸是菌群产生的硫化氢的丰富来源。

Diversity and distribution of sulfur metabolic genes in the human gut microbiome and their association with colorectal cancer
04-19, doi: 10.1186/s40168-022-01242-x

【主编评语】来自Microbiome上发表的一项最新研究结果，对人肠道菌群中的硫代谢基因进行了深入分析，并鉴定出了与结直肠癌相关的硫酸盐还原基因。（@aluba）

iMeta：西工大团队揭示根系菌群沿环境梯度的响应机制

iMeta[IF:N/A]

① 本文研究了沿环境梯度下土壤-根系连续体中微生物的变化，发现微生物生态位依然是区域尺度上影响细菌多样性和群落组成的最重要因素；② 不利环境增加了土壤-根系连续体中菌群的差异性；③ 根表菌群网络特征表明荒漠草地的微生物网络更加稳定，这可能会提高菌群对不利环境的抵抗力；④ 土壤-根系连续体中的菌群沿着环境梯度表现出不同的敏感性和组装机制，这受到了根系生态位与环境因子的共同影响。

Differential microbial assembly processes and co-occurrence networks in the soil-root continuum along an environmental gradient
04-05, doi: 10.1002/imt2.18

【主编评语】本研究作者基于黄土高原82个草地样点的调查，利用细菌16S rDNA扩增子测序评估了土壤-根系连续体中的细菌多样性、组成、群落组装和共发生网络。本研究为理解黄土高原区域自然环境梯度下土壤-根系连续体中微生物多样性和组装机制提供了新的见解，并加强我们关于区域尺度上土壤-植物-微生物相互作用关系的理解。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

感谢本期日报的创作者：圆圈儿，Bingbing，临床营养陈彬林，付蓉，WK红叶，aluba，刘永鑫-中科院-宏基因组

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